Порядок выполнения работы:
Ознакомиться с лабораторным стендом УМ11.
Синтезировать минимизированную функционально-устойчивую комбинационную логическую схему, алгоритм функционирования которой задан следующей таблицей истинности (табл. 2)(по вариантам).
-
Х1
Х2
Х3
1
2
3
4
5
6
7
8
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
2
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
3
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
4
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
5
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
6
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
7
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
По таблице истинности составить уравнение y= (x1, x2 , x3 ) в совершенной дизъюктивной нормальной форме.
Провести минтмизацию ЛФ по карте Карно.
Построить минимизированную функцию в базе И-НЕ.
В отчете представить:
1. Материалы, относящиеся к минимизации ЛФ, структурная схема .
2. Составить схемы реализации элементов И, ИЛИ на базе элементов И-НЕ, и
проверить правильность их функционирования.
3. Выводы.
Лабораторная работа n 9
“ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИГГЕРТНЫХ СХЕМ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ И В ВИДЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ
Имс серии к155“
Цель работы: изучение принципов построения и алгоритмов функционирования различных триггерных схем на логических элементах и в виде специализированных ИМС серии К155
Триггером называется устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия, способное скачком переходить из одного состояния в другое под воздействием внешнего управляющего сигнала. Триггера классифицируются по функциональному признаку (RS, D, T. JK) и способу управления (асинхронные и синхронные или тактируемые). Синхронные триггеры имеют дополнительный тактовый вход на который подаются управляющие импульсы. Такой триггер воспринимает информацию на входах только при наличии тактового импульса и переходит в новое состояние по его фронту. На базе триггеров выполняется целый ряд цифровых устройств – регистры, счетчики, запоминающие устройства и др.
Простейший асинхронный RS-триггер имеет два информационных входа
R и S и функционирует в соответствии со следующей таблицей переходов состояния
Этот вариант триггера обычно реализуется с инверсными входами.
Таблица истинности имеет вид:
-
Sn
Rn
Qn
Qn+1
Операция
0
0
0
0
хранение нуля
0
1
0
0
запись единицы
1
0
1
1
запись нуля
1
1
0
Н/O
неопределенноесостояние
Вход S (set - установка) служит для установки триггера в единтчное состояние, вход R(reset - сброс) - для установки в нулевое состояние.
Комбинация сигналов Sn = Rn=1 вызывает неопределенное состояние на выходе триггера и является запрещенной.
К ак следует из табл. логическое управление асинхронного RS-триггера имеет вид
Qn+1= S + R Qn
На базе И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ это уравнение примет вид
Qn+1= S + R Qn
Рис.1 Асинхронный RS-триггер
В синхронных RS-триггерах на входе каждого плеча имеется схема совпадения, поэтому информация на входы соответственно поступает только при наличии тактирующихсигналов, от входа С.
Синхронный RS-триггер не изменяет предыдущее состояние при С=0, а при С=1 функционирует как асинхронный. Схема синхронного RS-триггера приведена на рис.2.
Рис. 2 Синхронный RS - триггер
D – триггеры. Синхронные D – триггеры подчиняются следующему логическому уравнению
Qn+1 = Dn
При С=0 сохраняется предыдущее состояние, а при С=1, Qn+1 = Dn,т.е. на выходе триггера, в такте n+1 появится тотже сигнал, который был на его
входе D в такте n. Таким образом D – триггер осуществляет задержку входного сигнала на один такт.
-
Режимы
R
S
С
D
Qn+1
Асинхронный
0
1
0
1
0
0
*
*
*
*
*
*
0
1
Н/O
Синхронный
1
1
1
1
┌
┌
0
1
0
1
Хранение
1
1
1
1
1
1
└
1
0
*
*
*
Qn
Qn
Qn
Рис. 3. Синхронный D – триггеры
Символом * в таблице обозначены сигналы, не имеющие значения для данного режима.
Т-триггеры. Т-триггер – это счетный триггер с одним информационным входом Т, изменяющий свое состояние на противоположное с приходом каждого счетного сигнала (табл.)
Рис. 4. Т-триггер Табл.
-
Т
Qn+1
Т
Qn+1
0
Qn
0
Qn
1
Qn
1
Qn
┌
Qn
┌
Qn
└
Qn
└
Qn
Так как счетные триггеры со статическим управлением не используются, счетным сигналом являются перепады напряжения 0 1 или 1-0. На трактике Т-триггеры выполняются на основе других типов триггеров, например
D – триггеров.
Рис. 5. Т-триггер, на основе D-триггера.
JK-триггеры. Такой триггер имеет два информационных входа J ,K, причем при J=K = 1 триггер инвертирует предыдущее состояние. А при остальных комбинациях сигналов на входах функционирует как RS –триггер, если принять
J-вход за S-вход, а вход К – за вход R.
-
J
К
Qn+1
0
0
Qn
0
1
0
1
0
1
1
1
Qn
Рис. 6. Пример построения D-триггера, на основе JK-триггера